JPS63152098A - 電荷転送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、イメージセンサ−やメモリなどに用いること
ができる電荷転送装置に関するものである。

従来の技術 近年、電荷転送装置はイメージセンサ−やメモリなど幅
広く用いられている。中でもビデオカメ２の撮像部とし
て使われている固体撮像素子の大半は、電荷転送装置を
用いたものとなっている。

以下、図面を参照しながら、上述したような従来の電荷
転送装置について説明する。

第２図ａは従来の電荷転送装置の断面図を示すものであ
る。第２図ａにおいて、２−１はＰ型半導体基板、２−
２は酸化膜、２−３は電極、２−４はパルス印加端子で
ある。第２図すは従来の電荷転送装置の電極下の表面ポ
テンシャルの図で信号電荷が転送される様子を示すもの
である。第２図すにおいて、２−５は信号電荷、ｔ１〜
ｔ４は時刻を表わしている。

第２図Ｃは電極に印加するパルス波形を示すものである
。ｔ１〜ｔ４は第２図すのｔ１〜ｔ４に対応し、φ１〜
φ４は第２図ａのパルス印加端子２−４に対応する。

以上のように構成された電荷転送装置について、以下そ
の動作を説明する。

まずｔ＝ｔ１　のとき電極φ１とφ４にパルスのＨｉレ
ベルが印加されているので信号電荷２−５はφ１とφ４
の電極下に蓄積されている。１　：　１２　のとキハル
スφ４７５”　Ｌｏレベルになリハルスφ２がＨｉレベ
ルになるのでφ１とφ２の電極下に信号電荷は転送され
ていく。同様にして１３．１４の時刻ではそれぞれφ２
とφ３．およびφ３とφ４の電極下へと転送が行なわれ
ていく。

しかしながら、上記のような構成では、転送できる信号
電荷の最大量は、各電極の面積と印加するパルス電圧で
決定される空乏層の容量で決まり、高集積化、低電圧化
していくと転送部の取り扱い最大電荷量が減少するとい
う問題点を有していた。

第３図ａ、ｂ、ｃは、最大取り扱い電荷量が電極面積で
決まらない例を示している。第３図ａは電荷転送装置の
断面図である。３−１〜３−３までは第２図と同じであ
る。３−４は転送パルスを順次印加するシフトレジスタ
によシ構成されたパルス発生部、Ｑ１〜ｏ８はパルス発
生部３−４の出力端子、φ、φはシフトレジスタの駆動
パルス印加端子である。第３図すは電極下の表面ポテン
シャルを示すもので、３−６は信号電荷である。第３図
Ｃは電極に印加するパルスの波形を示すものテ、パルス
発生部３−４の駆動パルス（φ、ア）と、シフトレジス
タ３−４の出力端子のパルス波形（ｏｌ、　ｏ２．、、
、、、ｏｌ５）を示す。

以上のように構成された電荷転送装置について動作を説
明する。１　＝　１．　　のとき０１．０２がＬＯレベ
ル、Ｑ３〜ｏ５がＨｉ　　レベルになっているので、ポ
テンシャルはＱ３〜０５の電極下にポテンシャルの井戸
が形成されて、信号電荷３−６は０３〜ｏ６にわたって
広がっている。ｔ＝ｔ２のとき０３がＬｏ　　レベルと
なり、信号電荷は右に一段シフトした形となる。以下ｔ
３．ｔ４と同様にくり返えす。

以上のように転送部の最大取り扱い電荷量は電極面積に
制限されることはなくなる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、信号電荷が転送
部で一種類しか存在できないため、複数の種類信号電荷
を転送することができないという欠点を有していた。

本発明は上記欠点に鑑み、複数の種類の信号電荷を電極
面積に制限されずに転送することができる電荷転送装置
を提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために、本発明の電荷転送装置は
、電荷転送部と、上記電荷転送部に供給されて上記電荷
転送部の電荷を転送するパルスを発生するパルス発生部
とを備え、上記パルス発生部が、異なる方向に電荷を転
送するパルスを出力し、上記電荷転送部の複数種類の電
荷をそれぞれの種類に応じた異なる方向に転送できる構
成となっている。

作　　用 この構成によって、電極面積に制限されずに転送電荷転
送部の異なった電極下にある異なる種類の信号電荷は、
それぞれ異なる方向性の転送パルスによって、異なった
方向に転送されて行くこととなる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図ａは、本発明の実施例における電荷転送装置の断
面図を示すものである。

１−１はＰ型半導体基板、１−２は酸化膜、１−３は電
極、１−４はパルス発生部、１−６は第１のシフトレジ
スタ、１−６は第２のシフトレジスタである。

第１図すは、本発明の実施例における電荷転送装置の電
極下ポテンシャルを示したものである。

第１図すにおいて１−７は第１の信号電荷、１−８は第
２の信号電荷、ｔ１〜ｔ３はそれぞれ時刻を示している
。第１図Ｃは本発明の実施例における電荷転送装置のパ
ルス波形を示すものである。第１図Ｃには第１のシフト
レジスタ１−６と第２のシフトレジスタ１−６のそれぞ
れの出力を加算した波形が各出力端子ｏ１．ｏ２．・・
・・・・、０８について示されている。以上のように構
成された電荷転送装置において以下動作を説明する。ま
ず１　＝　１１　　のとき出力端子０１〜０８はｏｌと
０２がＬＯレベルでそれ以外はＨｉ　　レベルとなって
いるので、電極下のポテンシャルは第１図すの１　：　
１１　　に示すようなポテンシャルとなり、第１の信号
電荷１−７は深い井戸の中に蓄積される、つぎに１　：
　１２のとき出力端子０１〜ｏ８は０３がＬｏ　レベル
になっているので、そのときの電極下のポテンシャルは
第１図すのｔ＝ｔ２に示すように右に一段転送される。

１　＝　１３　では同じようにして電荷はさらに右に一
段転送されていく。

つぎにｔ＝ｔ５のとき０１．０２　、０３　、０４カ）
（Ｉ　Ｌ’ベベルなり第２の信号電荷１−８が導入され
る。

１＝１　　のとき０４がＬｏとなり第２の信号電荷１−
８は左にシフトされる、このとき同時に第１の信号電荷
１−７は右に一段シフトする。また１　：　１７　では
さらに一段づつそれぞれ左、右にシフトし、以下同様に
シフトしていく。

以上のように本実施例によれば、パルス発生部にそれぞ
れシフトパルスのシフトする方向が異なる第１および第
２のシフトレジスタを設け、それぞれの出力を加算した
波形を電荷転送部に印加する“ことにより、第１、第２
の信号電荷をそれぞれ左、右に振υ分は転送することが
できることになる。

なお実施例では、半導体基板をＰ型としたがＮ型でも同
様である。シフトレジスタは第１、第２と２本設けであ
るが、異なる方向にシフトする出力を発生させる機能を
有していれば、本数は何本でもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、電荷転送部に所定のパルスを印
加することによシ、転送容量が電極の面積に制限される
ことなく複数の信号電荷を転送することができ、その実
用的効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂ、Ｃはそれぞれ本発明の実施例における電
荷転送装置の断面図１表面ポテンシャル図およびパルス
タイミング図、第２図ａ、ｂ、Ｃは従来の電荷転送装置
の断面図１表面ポテンシャル図およびパルスタイミング
図、第３図ａ、ｂ。 Ｃは従来の電荷転送装置の断面図１表面ポテンシャル図
およびパルスタイミング図である。 １−１　、２−１　、３−１・・・・・・Ｐ型半導体基
板、１−２．２−２．３−２・・・・・・酸化膜、１−
３゜２−３．３−３・・・・・・電極、１−４．３−４
・・・・・・パルス発生部、１−６・・・・・・第１の
シフトレジスタ、１−６・・・・・・第２のシフトレジ
スタ、１−７・・・・・・第１の信号電荷、１−８・・
・・・・第２の信号電荷、ｔ１〜ｔ８・・・・・・時刻
、０１〜ｏ８・・・・・・パルス発生部の出力端子、２
−４・・・・・・パルス印加端子、２−６゜３−６・・
・・・・信号電荷、φ〜φ　・・・・・・パルス印加端
子０ 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 （ｃＬン 第１図 ｔ２ 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電荷転送部と、前記電荷転送部の異なる種類の電
   荷をそれぞれの種類に応じた異なる方向に転送するパル
   スを発生するパルス発生部とを備えたことを特徴とする
   電荷転送装置。
2. （２）パルス発生部が、それぞれ異なる方向にパルスを
   出力する複数のシフトレジスタを備えていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の電荷転送装置。